近年来,随着阵列天线在电子侦查、雷达探测、成像和无线通信等无线系统中的应用越来越多,人们对阵列天线的性能要求也越来越高,阵列天线朝着大规模、宽频带的方向发展。在工程上,大型阵列天线高额的成本制约着其应用和发展,稀疏阵列能在很大程度上降低阵列天线的软硬件复杂度,然而,现有的很多稀疏阵列综合方法都有其各自的缺陷,本文从实际应用出发,针对阵列综合中的一些关键问题展开研究,具体包括:保证在阵元数目大量减少后的阵列性能,对稀疏阵阵元间的最小阵元间距进行限制,使稀疏后的阵列具有宽带宽角的特性。首先,针对单频点的稀疏阵列综合问题,为使稀疏后的阵列能保持不变,建立了扰动压缩采样(PCS)的稀疏阵列综合模型,对此问题求解可以得到性能不弱于均匀半波满阵的稀疏阵列,唯一的问题是阵元间距过小,难以在实际中使用。为此,采用了一种类似寻找重心的阵元合并方法,使阵列最小间距满足需求的同时进一步减少了阵元数量。而为使阵元布局调整后的阵列性能不受影响,又加入了凸优化二次综合的过程,得到一套完整的算法。用大规模面阵、可扫描面列、赋形面阵等算例验证了算法的性能。随后,针对目前的综合方法少有考虑带宽的情况,结合分形与全局优化算法提出一种宽带宽角稀疏阵列综合方法。分别对线阵、面阵和子阵进行了综合,综合所得阵列可以保证以低频半波长为最小阵元间距布阵,且在二倍频到二十倍频或更高的频段内扫描到任意角度不出现栅瓣。在线阵中用两个不同规模的算例验证了分形在计算效率上的优势,在面阵中也用一个大规模面阵验证了算法性能,在子阵综合中,除了将小规模的子阵拼接成一个更大规模的阵列外,还加入旋转子阵的方法,进一步压低了副瓣。最后,将多目标优化算法推广到宽带宽角阵列的综合中,通过将分形和基于分解的多目标进化算法相结合,可以同时得到很多个宽带宽角阵列,各个阵列在不同的性能指标上有各自的优势,设计者可根据实际需求进行选择,避免了单目标优化算法中反复调节适应度权重的工作,进一步提高了算法效率。